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1、2016-12-071运营管理邱灿华同济大学经济与管理学院设施布置概要及索引成组技术柔性生产线机械加工的工艺设计作业相关图法从至图法设施布置问题设施布置类型设施布置决策工艺专业化布置规划生产线平衡2016-12-072什么是设施布置布置决策 Facility layout对车间、工作中心和设备进行布局，以确保系统中工作流（顾客和材料）的畅通。2016-12-073布置决策的重要性无效率的运作（高成本、瓶颈）物料的合理流动在制品的数量员工情绪环境问题二战时德国坦克生产的错误选择2016-12-074布置的基本类型工艺原则布置（作坊式布置、功能布局） Process Layout (Job sho
2、p, workcenter）对象原则布置（装配线、流水线） Product Layout, Assembly line单元式布置（单元制造、成组技术布置） Group Technology (Cellular) Layout, manufacturing cell定位布置（项目式布置） Fixed-Position Layout , Project layout2016-12-075机械加工的工艺设计过程车 间 模 型机 床工夹具工人工 件 模 型工艺规程毛坯 零件半成品工 艺 路 线 生 成C A D 系统零件描述人机交互成本核算工时定额材料消耗加工成本特征建模工艺过程设计机床选择 刀具选择
3、夹具选择 工艺路线工 序 设 计1. 工艺原则布置 Process LayoutGearcuttingMill DrillLathesGrindHeattreatAssembly111333222444222111444111 3331111 222222233331114441112016-12-076工艺原则布置的特征 主要优点 系统能满足多样性的工艺要求； 系统受个别设备故障的影响不大； 通用设备、较便宜，维修易、费用低； 可采用个人激励方式； 主要缺点 在制品（ WIP）库存很大； 要经常进行工艺路线选择及进度安排； 设备利用率低； 物料运输慢、效率低，单位运输费用较高； 工作复杂化导
4、致监督跨度减少，监督费用高； 会计、库存控制、采购管理复杂；2. 对象原则布置 Product Layout1 2 3 45678910InOutWorkers2016-12-077对象原则布置的特征 主要优点 产量高； 减少了培训费用和时间； 专用设备高额费用因为规模效应而分担，单位成本低； 物料运输费用低； 工人和设备的利用率高； 工艺路线和进度安排固定； 会计、库存控制、采购管理程序化； 主要缺点 分工过细； 技术低的工人对维持设备和产出质量缺乏兴趣； 对产量、产品、工艺变化的适应能力差； 个别设备的故障、员工缺勤对整个系统的影响很大； 需要预防性维修，要求迅速修理能力； 与个人产量相关
5、联的激励计划是不可行的；3. 成组单元布置 Group Technology (Cellular) Layout-1111 -1111222222222 - 2222Assembly3333333333 - 333344444444444444 - 4444LatheLatheMillMillMillMillDrillDrillDrillHeat treatHeat treatHeat treatGearcutGearcutGrindGrind2016-12-078成组技术 Group Technology成组技术布置的特征 具有对象专业化形式的优点，又有较高的柔性； 适合多品种、中小批量生产
6、； 加工较快、物料运输量和在制品库存量都较少； 使生产准备时间缩短； 工人组成团队完成任务，改善人际关系； 有利于提高工人的操作技能；2016-12-0794. 定位布置 Fixed-position Layout耕种、消防、房屋建设、大型船舶；注意力重点： 材料和设备的运用时间的控制； 协调活动，管理负担大；2016-12-0710Flexible Line LayoutsProblem 操作者互相分开，没有机会相互交流工作。Solution 操作者可以交换工作，可以增加或减少操作人数，经过训练的操作者可以自动平衡不同的生产速度。Flexible Line LayoutsProblem 操作
7、者被包围起来，没有机会通过通过第三个操作者提高产量 Solution 操作者可以互相帮助，可以通过第三者提高产量。8-202016-12-0711Flexible Line LayoutsProblem 直线型生产线很难平衡 Solution 操作者容易上手，可以减少操作者。作业相关图法从至表法装配线平衡2016-12-0712设施规划决策的输入 设施规划的目标。 估计对系统的需求。 各部门之间物流和操作数量。 各部门需要的空间。 建筑物本身可用空间。 加工设备的能力。2016-12-0713工艺原则布置的分析方法作业相关图法代号 密切程度A 绝对重要 Absolutely necessary
8、E 特别重要 Especially importantI 重要 ImportantO 一般程度 OrdinaryU 不重要 UnimportantX 不宜接近 Undesirable关系密切程度分类表根据企业各部门之间的活动关系密切程度布置其相互位置。关系密切原因表代号 关系密切原因1 使用共同的原始记录2 共用人员3 共用场地4 人员接触频繁5 文件交换频繁6 工作流程连续7 做类似的工作8 共用设备9 其它2016-12-0714例：一个快餐店欲布置其生产与服务设施。该快餐店共分为六个部门，计划布置在23区域内。已知这六个部门间的作业关系密切程度如下图所示。请做出设施布置的合理方案。部门
9、1部门 2部门 3部门 4部门 5部门 6AAAAA AEXXXU I UOO分析步骤 列出关系密切程度，只考虑 A、 X； 根据列表编制主关系簇； “ A”部门尽量加到主关系簇，否则画出分离的关系簇； 画出 “ X”关系图； 根据主关系簇图和可供使用的区域，用实验法安置所有的部门；A： 1-2 1-3 2-6 3-5 4-6 5-6X： 1-4 3-6 3-42 6 452 6 453113641 23 5 462016-12-0715选择 典型零件 ， 制定典型零件的工艺路线 ， 确定所用机床设备 。制定设备布置的初始方案 ， 统计出设备之间的移动距离 。确定出零件在设备之间的移动次数和单
10、位运量成本 。用实验法确定最满意的布置方案 。从 -至表法 From-to例：一金属加工车间有六台设备，已知其生产的零件品种及加工路线，并据此给出如 表 1所示的零件在设备之间的每月移动次数， 表 2给出了单位距离运输成本。请用这些数据确定该车间的最佳布置方案。表 1 设备间月平均移动次数矩阵锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床锯床 2 1 7 4 1 8 61 42 1 8 0磨床 2 1 6 1 9 0 61 10冲床 4 0 0 114 95 16 20钻床 16 4 2 1 62 41 68车床 1 2 6 71 1 0 0 3 1 5 50插床 42 95 83 114 3 9 0表
11、2 单位距离运输成本矩阵锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床锯床 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 6 0 . 1 5 0 . 1 6磨床 0 . 1 8 0 . 1 6 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 5冲床 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 6钻床 0 . 1 8 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 6车床 0 . 1 5 0 . 1 7 0 . 1 6 0 . 2 0 0 . 1 5插床 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 1 6 0 . 1 5 0 . 1 52016-12-0716表 3 单位距
12、离每月运输成本矩阵锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床锯床 3 2 . 6 6 2 . 7 9 . 8 6 . 3 2 8 . 8磨床 3 8 . 9 8 . 3 2 8 . 5 9 . 2 1 . 5冲床 6 0 . 0 1 7 . 1 1 4 . 3 2 . 4 3 . 2钻床 2 . 9 6 3 . 3 9 . 3 6 . 2 1 0 . 9车床 1 8 . 9 1 2 . 1 1 6 . 0 6 3 . 0 7 . 5插床 6 . 3 1 4 . 3 1 3 . 3 1 7 . 1 5 8 . 5表 4 单位距离每月总运输成本矩阵锯床 磨床 冲床 钻床 车床 插床锯床 7 1 . 5(3
13、 )1 2 2 . 7(1 )1 2 . 7 2 5 . 2 3 5 . 1磨床 2 5 . 4 9 1 . 7(2 )2 1 . 3 1 5 . 8冲床 2 3 . 6 1 8 . 4 1 6 . 5钻床 6 9 . 2(4 )2 8 . 0车床 6 6 . 0(5 )插床求解步骤及结果1. 将运输次数矩阵与单位距离运输成本矩阵的相同位置的数据相乘，得到从一台机器到另一台机器的每月运输成本，如 表 3所示。2. 将对角线对称的成本元素相加得到两台机器间的每月总的运输成本，如 表 4所示。3. 按总运输成本的大小，可得机器（或部门）之间的紧密相邻程度。最紧密的 5项按降序排列为： (1)、 (
14、2)、(3)、 (4)、 (5)，因而应将磨床与钻床、锯床与磨床、钻床与车床、车床与插床相邻布置 。锯床 冲床 插床磨床 钻床 车床(1 )(2 )(3 ) (5 )(4 )2016-12-0717对象专业化原则的规划Station 1Minutes per Unit 6Station 27Station 33装配线平衡 Assembly Lines Balancing2016-12-0718装配线平衡的目标将 作业 （工步）分配到 工作地 的过程称为装配线平衡；目标：分配到各工作地的作业所需要的时间大致相等；生产线上的闲置时间最少，提高工人和设备的利用率；装配线平衡的困难由于一些作业不相容，
15、这些活动分配到一个作业包中是不可行的；基本的作业时间差异通过作业分组也不能解决；所要求的技术顺序也可能妨碍作业组合；生产线平衡的例子一条电风扇的装配线由下述工步组成 :Task Time (Mins) Description PredecessorsA 2 Assemble frame NoneB 1 Mount switch AC 3.25 Assemble motor housing NoneD 1.2 Mount motor housing in frame A, CE 0.5 Attach blade DF 1 Assemble and attach safety grill EG 1
16、 Attach cord BH 1.4 Test F, G2016-12-0719作业相互关系图Structuring the Precedence DiagramTask PredecessorsA NoneAB ABC NoneCD A, CDTask PredecessorsE DEF EFG BGH E, GH装配顺序图 Precedence DiagramACBD E FGH23.2511.2 .511.41Question: 哪一个作业决定最大的产出率？Answer: Task C is the cycle time of the line and therefore, the maximum rate o
